DE10028787A1 - Device for treating neurological, neuropsychological illnesses has components for specific indication of multiple, patient-individual neuro-feedback profile, monitored initial training - Google Patents

Device for treating neurological, neuropsychological illnesses has components for specific indication of multiple, patient-individual neuro-feedback profile, monitored initial training

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DE10028787A1
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Gert Griesbach
Axel Fink
Guenter Henning
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Abstract

The device has a flexible, integrated, multi-channel system containing components for specific indication of a multiple, patient-individual neuro-feedback profile and for monitored initial training. A modular, individually adjustable mobile device can be used in the home or outside a medical practice based on the protocol adapted to the central system to monitor, control and evaluate several simultaneous sessions independently of location. The neuro-feedback protocols can be reset via the Internet or using communications protocols.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von neurologischen und neuropsychologischen Erkrankungen.The invention relates to a device for the treatment of neurological and neuropsychological diseases.

Sie ermöglicht eine methodisch-technische Realisierung eines patientenspezifischen Biofeedback-Systems für spontane und evozierte hirnelektrische Aktivität auf der Basis einer zentralen und einer portablen Einheit.It enables a methodical and technical realization of a patient-specific biofeedback system for spontaneous and evoked brain electrical activity based on a central and a portable Unit.

Auf dem Gebiet des Biofeedbacks bzw. EEG-Biofeedbacks existieren unterschiedliche Systeme, Vorrichtungen und Verfahren für den Einsatz in der klinischen Praxis (US 3942516, US 4110918, US 5343871, US 5406957, US 5899867, US 5792047, US 5024235, WO 9405201). Grundsätzlich kann man bei der Beschreibung eines Biofeedback-Apparates folgende Schwerpunkte betrachten:
In the field of biofeedback or EEG biofeedback, there are different systems, devices and methods for use in clinical practice (US 3942516, US 4110918, US 5343871, US 5406957, US 5899867, US 5792047, US 5024235, WO 9405201). Basically, one can consider the following priorities when describing a biofeedback device:

  • 1. Art und Anzahl der für das Feedback erfaßten Signale;1. type and number of signals recorded for the feedback;
  • 2. Technische Ausführung;2. Technical execution;
  • 3. Eingesetzte Verfahren der Signalanalyse;3. Processes used for signal analysis;
  • 4. Art des Feedbacks.4. Type of feedback.

Eine der verbreitetsten gerätetechnischen Lösungen bietet die Möglichkeit der Rückkopplung mehrerer physiologischer Signale, wie EMG, Temperatur, Atmung, Hautleitfähigkeit und EEG. Im Bereich der Rückkopplung der menschlichen Hirnaktivität existieren Apparaturen, die das Feedback von unterschiedlichen EEG-Anteilen wie θ-, α-, β-, SMR-Rhythmus oder Verhältnissen dieser Hirnaktivitäten realisieren. Diese Geräte bieten dem Arzt die Auswahl von festgelegten Neurofeedback-Protokollen, wobei auch vorgeschriebene Elektrodenpositionen ausgewählt werden sollten. Eine sehr oft bei ganz unterschiedlichen neuronalen Erkrankungen eingesetzte Biofeedback-Methode ist beispielsweise auf der Basis des SMR-Rhythmus. Es wird dabei meist höchst unspezifisch vorgegangen, da auch die existierende Technik nicht genug Flexibilität und Raum für eine individuelle Gestaltung der Behandlung bietet. One of the most common device solutions offers the possibility of Feedback of several physiological signals, such as EMG, temperature, Breathing, skin conductivity and EEG. In the area of feedback the Apparatus that provide feedback from human brain activity exist different EEG components such as θ, α, β, SMR rhythm or Realize relationships of these brain activities. These devices offer the doctor the selection of predetermined neurofeedback protocols, whereby also prescribed electrode positions should be selected. A very often used in very different neuronal diseases The biofeedback method, for example, is based on the SMR rhythm. It is mostly highly unspecific, since the existing one Technology does not have enough flexibility and space for an individual design of the Offers treatment.  

Probleme im Hinblick auf die Anforderungen dieser Aufgaben erwachsen aus den Beschränkungen der auf dem Markt verfügbaren EEG-Gerätetechnik: die Meßhardware gestattet meist nicht die zuverlässige Erfassung spezifischer Signalkomponenten, die mitgelieferte Software ist zumeist auf Routine-EEG-Untersuchungen ausgerichtet und realisiert nur konventionelle Auswerteverfahren. Für die Steuerung des Feedbacks bei EEG-Lernprozessen ist eine kontinuierliche online-fähige Überwachung der Frequenz- und Amplitudenänderungen von Grundrhythmen notwendig. Bekannte EEG-Feedbackkontrollen basieren auf Auswertungen in längeren Zeitfenstern bzw. Signalabschnitten. Damit ist eine Rückmeldung über den Erfolg der Rhythmussteuerung nur in Abständen von einigen Sekunden möglich. Es fehlen insbesondere in Zeit und Frequenz hochauflösende sowie topographische Methoden, mit denen on-line die Dynamik von Hirnprozessen unter Berücksichtigung des stochastischen EEG-Charakters erforscht werden kann. Damit sind die Voraussetzungen zum Verständnis der feinen zeitlichen Mikrostruktur der physiologischen und pathologischen Hirnereignisse nicht vorhanden. Es fehlen ebenso Methoden zum Nachweis der Spezifität der Neurofeedback-Therapie, weil die verschiedenen Einflußfaktoren und die zur Validierung geeigneten Merkmale nicht ausreichend extrahiert und kontrolliert werden können.Problems with the requirements of these tasks arise the limitations of the EEG device technology available on the market: the Measurement hardware usually does not allow the reliable acquisition of specific ones Signal components, the supplied software is mostly on Routine EEG examinations aligned and implemented only conventional Evaluation method. For controlling the feedback in EEG learning processes is a continuous online-capable monitoring of frequency and Changes in amplitude of basic rhythms necessary. Known EEG feedback controls are based on evaluations in longer time windows or signal sections. This is a feedback on the success of the Rhythm control only possible at intervals of a few seconds. It lacks especially high-resolution and topographical in time and frequency Methods that underline the dynamics of brain processes Taking into account the stochastic EEG character can be researched. This is the prerequisite for understanding the fine temporal Microstructure of physiological and pathological brain events is not available. Methods to demonstrate the specificity of the are also missing Neurofeedback therapy because of the various influencing factors and those used Validation of suitable characteristics not adequately extracted and checked can be.

Weiterhin zeigt die Praxis, daß beispielsweise beim Training von epileptischen Patienten auf der Basis der langsamen Potentiale, die Biofeedback-Sitzungen mit einer Häufigkeit von mindestens 2-3 Sitzungen pro Woche über einen Zeitraum von mehreren Monaten durchgeführt werden sollten. Dies stellt sich insbesondere für arbeitstätige oder entfernt wohnende Patienten als kaum realisierbar heraus, deswegen wird oft auf diese Art der Behandlung verzichtet.Practice also shows that, for example, when training epileptic Patients based on the slow potential, the biofeedback sessions with a frequency of at least 2-3 sessions per week over one Period of several months should be carried out. This arises especially for working or remote patients than hardly feasible, so this type of treatment is often dispensed with.

Ziel der Konzeption des hier vorgestellten Systems ist es, unter Berücksichtigung etablierter und aktueller neurologischer Erkenntnisse und unter Anwendung neuer Algorithmen der Signalverarbeitung, sowie unter Einbeziehung moderner Hardware und multimedialer Möglichkeiten eine neue Biofeedback-Strategie und Vorrichtung für die Behandlung von neurologischen und neuropsyhologischen Erkrankungen zu entwickeln. Die methodisch-technische Lösung beinhaltet ein flexibles, integriertes mehrkanaliges System, das Komponenten zur spezifischen Indikation eines multiplen, patientenindividuellen Neurofeedbackprofils und für ein überwachtes Initialtraining umfaßt. Auf der Grundlage des an diesem zentralen System angepaßten Protokolls kann eine Portierung in ein modular aufgebautes, individuell einstellbares mobiles Gerät für den Heimeinsatz bzw. außerhalb der Arztpraxis erfolgen. Eine Überwachung, Kontrolle und Auswertung der von mehreren, gleichzeitig, nicht unbedingt an einem Ort, stattfindenden Sitzungen und Neueinstellung der Biofeedback-Protokolle via Internet bzw. Kommunikationsprotokolle ist damit auch realisierbar.The aim of the design of the system presented here is to Consideration of established and current neurological findings and using new signal processing algorithms, as well as under Inclusion of modern hardware and multimedia options a new one Biofeedback strategy and device for the treatment of neurological and to develop neuropsyhological diseases. The Methodological-technical solution includes a flexible, integrated Multi-channel system that contains components for the specific indication of a multiple, patient-specific neurofeedback profile and for a monitored Initial training includes. On the basis of this central system adapted protocol can be ported to a modular, individually adjustable mobile device for home use or outside of Doctor's office. Monitoring, control and evaluation of the several meetings taking place simultaneously, not necessarily in one place and re-setting the biofeedback protocols via the Internet or Communication protocols can thus also be implemented.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Vorrichtung zur patientenspezifischen Biofeedback-Behandlung für spontane und evozierte hirnelektrische Aktivität auf der Basis einer zentralen und einer portablen Einheit. Diese ist gekennzeichnet durch:
The object is achieved according to the invention with a device for patient-specific biofeedback treatment for spontaneous and evoked brain electrical activity on the basis of a central and a portable unit. This is characterized by:

  • - Realisierung als zentrales System (ZS) und portables Miniatursystem (PS) bzw. Praxis-Heimsystem;- Realization as a central system (ZS) and portable miniature system (PS) or practice home system;
  • - Ein in die zentrale Einheit integrierter Profiler, Entscheidungsunterstützungssystem, für die Erstellung eines patientenspezifischen Profils auf deren Basis die Wahl der zu trainierenden Aktivitäten und die objektive Validierung der Biofeedback-Strategie mit Hilfe signalanalytischer Verfahren und statistischer Tests gegenüber einem Ausgangszustand und gegenüber einer Normgruppe erfolgt;- A profiler integrated in the central unit, Decision support system, for the creation of a patient-specific profile on the basis of which the choice of those to be trained Activities and the objective validation of the biofeedback strategy with Using signal analysis methods and statistical tests against one Initial state and compared to a norm group;
  • - Freie interaktive Gestaltung von Biofeedbackprotokollen vom Arzt in Form von mathematischen Funktionen, wie z. B.
    (Aα(O1) + Aα(Oz) + Aα(O2))/Aθ(Oz)
    Summe der Amplituden der α-Tätigkeit unter Elektroden O1, Oz, O2 dividiert durch die Amplitude der θ-Tätigkeit unter Elektrode Oz
    (P[10 - 12](Oz))/(P[8 - 10)(Oz))
    Verhältnis der momentanen Leistung (Elektrode Oz) der Aktivität im Frequenzbereich 10 <= f <= 12 Hz gegenüber dieser im Frequenzbereich 8 <= f <= 10 Hz
    F(P3)
    momentane Frequenz der Aktivität unter Elektrode P3
    ASMR(C3)
    SMR-Amplitude-Position C3
    SCP(C2)
    Slow Cortical Potential unter Cz
    C(C4)
    lokale Kohärenz-Position C4
    - Free interactive design of biofeedback protocols by the doctor in the form of mathematical functions, such as B.
    (Aα (O1) + Aα (Oz) + Aα (O2)) / Aθ (Oz)
    Sum of the amplitudes of the α activity under electrodes O1, Oz, O2 divided by the amplitude of the θ activity under electrode Oz
    (P [10-12] (Oz)) / (P [8-10) (Oz))
    Ratio of the instantaneous power (electrode Oz) of the activity in the frequency range 10 <= f <= 12 Hz compared to that in the frequency range 8 <= f <= 10 Hz
    F (P3)
    current frequency of activity under electrode P3
    ASMR (C3)
    SMR amplitude position C3
    SCP (C2)
    Slow cortical potential below Cz
    C (C4)
    local coherence position C4
  • - Konfiguration der Software für das PS durch die Zusammensetzung einzelner ausgewählter bei der Einstellung des Protokolls auf der ZS Softwarekomponenten und deren Portierung von dem ZS auf das PS;- Configuration of the software for the PS by the composition individual selected when setting the protocol on the ZS Software components and their porting from the ZS to the PS;
  • - Überwachung, Kontrolle und Auswertung der Sitzungen und die Neueinstellung der Biofeedback-Protokolle via Internet bzw. via Kommunikationsprotokolle;- Monitoring, control and evaluation of meetings and the New setting of the biofeedback protocols via the Internet or via Communication protocols;
  • - Überwachung und Kontrolle von mehreren, gleichzeitig, nicht unbedingt an einem Ort stattfindenden Sitzungen (PS) über das ZS;- Monitoring and control of several, at the same time, not necessarily one place meetings (PS) about the ZS;
  • - Freie Wahl des Feedbackkanals bzw. der kortikalen Lokalisation bei gleichzeitigem Monitoring der realen Signale und der Feedbackparameter aller erfaßten Kanäle (ZS);- Free choice of feedback channel or cortical localization simultaneous monitoring of real signals and feedback parameters all recorded channels (ZS);
  • - Möglichkeiten zur simultanen Erfassung von nicht nur EEG-Anteilen wie θ-, α-, β- etc. sondern auch langsamer Komponenten (SCP) und anderen polygraphischen Signalen;- Possibilities for the simultaneous recording of not only EEG components such as θ-, α-, β- etc. but also slow components (SCP) and others polygraphic signals;
  • - Möglichkeit für Erfassung und Feedback von evozierten Potentialen durch den Einsatz zahlreicher visueller, akustischer und kognitiver Stimulationen (ZS);- Possibility for acquisition and feedback of evoked potential through the use of numerous visual, acoustic and cognitive stimulations (ZS);
  • - Variable Dauer und Kombinierbarkeit der Feedback-Trials, der Interstimulusabstände und der Pausen (ZS); - Variable duration and combinability of the feedback trials, the Interstimulus distances and the pauses (ZS);  
  • - Wahl von unterschiedlichen Signalverarbeitungsverfahren bzw. Parametern für den selben Kanal oder für unterschiedliche Kanäle und deren gleichzeitige Darstellung zur Optimierung des Feedback-Protokolls (ZS);- Choice of different signal processing methods or parameters for the same channel or for different channels and their simultaneous display to optimize the feedback protocol (ZS);
  • - Einsatz von adaptiv rekursiven Schätzungen als Basis für die kontinuierliche online-Steuerung des Feedbacks (ZS, PS);- Use of adaptive recursive estimates as a basis for continuous online control of feedback (ZS, PS);
  • - Ein multimediales Feedbackmodul, das sich individuell durch Wahl oder Import von Musik-, Filmdateien oder Bildern durch den Arzt ggf auch durch den Patienten konfigurieren läßt. Die Sensitivität des Feedbacks ist ebenso individuell einstellbar (ZS, PS). Ziel dabei ist es einen optimalen Lernprozeß mit maximaler psychologischer Wirkung zu erreichen;- A multimedia feedback module that can be customized by choice or Import of music, film files or pictures by the doctor if necessary can be configured by the patient. The sensitivity of the feedback is also individually adjustable (ZS, PS). The goal here is an optimal one To achieve learning process with maximum psychological impact;
  • - Steuerung von Filmen als Feedback, d. h. das Abspielen des Filmes wird nur so lange erfolgen wie die entsprechende Aktivität in die gewünschte Richtung gesteuert wird. Anderenfalls wird das Abspielen gestoppt;- Control films as feedback, d. H. playing the film will only as long as the corresponding activity takes place in the desired one Direction is controlled. Otherwise the playback is stopped;
  • - Realisierung des ZS als zwei Monitoren-System (Patient-, Arzt-Monitor) entweder als 2PC-System (Kommunikation z. B. über RS232 oder TCP/IP) oder als 1PC-System bei der Anwendung interner Kommunikation (DDE, TCP/IP);- Realization of the ZS as two monitor systems (patient, doctor monitor) either as a 2PC system (communication e.g. via RS232 or TCP / IP) or as a 1PC system when using internal communication (DDE, TCP / IP);
  • - Kompatibilität mit gängigen polygraphischen und EEG Systemen und dadurch Realisierung auf der Basis von kommerziell vorhandenen Geräten und keine spezielle Hardware-Lösung (ZS);- Compatibility with common polygraphic and EEG systems and thereby realization on the basis of commercially available devices and no special hardware solution (ZS);
  • - Wahlweise Anwendung von Monitor, Video-Panel, LCD-Brille oder am Kopf befestigtem Display für das Feedback (ZS, PS).- Optional use of monitor, video panel, LCD glasses or on Head-mounted display for feedback (ZS, PS).
  • - Realisierung des portablen Miniatursystems auf der Basis von tragbarem Computer, "body-worn"-Computer, Palmtop oder Spielkonsolen (PS).- Realization of the portable miniature system on the basis of portable Computers, "body-worn" computers, palm tops or game consoles (PS).

Auf Grund der hohen Funktionalität, Flexibilität und der Möglichkeiten für eine individuelle Optimierung wird nicht nur die Effizienz des Neurofeedbacktrainings gesteigert, sondern es werden neue Behandlungsperspektiven durch die Gestaltung neuer Biofeedback-Protokolle eröffnet. Mit der portablen Lösung wird dem Patienten nicht zuletzt eine kostengünstige Alternative angeboten, die eine Terminunabhängigkeit und damit freie Planung gestattet. Weiterhin können durch die Kombination von einer ZS mit mehreren PS, z. B. in Krankenhäusern oder Biofeedbackstudios, für die Kontrolle der Patienten Biofeedback-Monitoring-Räume eingerichtet werden und dadurch Personal gespart werden.Because of the high functionality, flexibility and the possibilities for one individual optimization will not only increase the efficiency of the Neurofeedback training increased, but there will be new ones Treatment perspectives through the design of new biofeedback protocols opened. Last but not least, the portable solution gives the patient one inexpensive alternative offered that is date independent and therefore free planning allowed. Furthermore, the combination of a ZS with several horsepower, e.g. B. in hospitals or biofeedback studios for Control of patients biofeedback monitoring rooms can be set up and this saves personnel.

Ausgangspunkt ist die Quantifizierung des EEG (Abb. 1), welches mittels Langzeit-Monitoring abgeleitet wurde. Dadurch können aus dem EEG, welches in Ruhe oder, je nach Anwendung, während unterschiedlicher Provokationsmethoden aufgenommen wurde, Kenngrößen gewonnen werden, die den Zustand des Patienten beschreiben. Mit Hilfe eines vordefinierten Vektors von Parametern wird ein patientenspezifisches Profil erstellt. In diesem Profil werden neben den durch die Quantifizierung entstandenen Größen auch patientenindividuelle Daten, wie z. B. Informationen über den momentanen emotionalen Zustand und die Umgebung aufgenommen. Das patientenspezifische Profil wird danach für die Bestimmung der Strategie bei der Neurotherapie (NT) bzw. beim Biofeedback (BF) benutzt. Während der ersten als initial zu bezeichnenden BF-Sitzungen wird zusätzlich ein Monitoring der realen Signale und der Feedbackparameter über allen erfaßten Kanälen durchgeführt. Eine Wahl von unterschiedlichen Signalverarbeitungsverfahren für den selben oder unterschiedliche Kanäle ist ebenso möglich. Nach der Bestimmung der für den Patienten optimalen Methode - d. h. Wahl der Aktivität, der kortikalen Lokalisation, des Berechnungsverfahrens, der Start-Auflösung des Feedbacks und der Modalitäten der Stimulationsparadigmen, im Falle einer Evozierun, können entweder am zentralen System oder am Heimsystem (nach Portierung der entsprechenden Module) eine bestimmte Anzahl von Trainingsprozeduren durchgeführt werden. Nachfolgend kann erneut ein Langzeit-Monitoring mit anschließender Quantifizierung durchgeführt werden. Mit den neu gewonnenen Parametern wird das Profil kontinuierlich erweitert. Auf der Grundlage ausgewählter statistischer Verfahren und nach vordefinierten Kriterien können Vergleiche zwischen den Zustandsvektoren durchgeführt werden. Das Ergebnis dient zur Beurteilung des Erfolges der angewendeten NF-Therapie. Die Ergebnisse des Evaluierens dienen zur Adaptivierung der Behandlungsmethode. Das würde bedeuten, daß bei nicht erfolgreicher Steuerung einer Aktivität diese bei zukünftigen Therapiesitzungen durch die Steuerung einer anderen Aktivität oder durch die Kombination der Kontrolle unterschiedlicher EEG-Bänder ersetzt werden kann.The starting point is the quantification of the EEG ( Fig. 1), which was derived using long-term monitoring. In this way, parameters describing the patient's condition can be obtained from the EEG, which was recorded at rest or, depending on the application, during different provocation methods. A patient-specific profile is created using a predefined vector of parameters. In addition to the quantities resulting from the quantification, this profile also includes patient-specific data such as B. Information about the current emotional state and the environment is recorded. The patient-specific profile is then used to determine the strategy for neurotherapy (NT) or biofeedback (BF). During the first BF sessions to be designated as initial, monitoring of the real signals and the feedback parameters is also carried out across all recorded channels. A choice of different signal processing methods for the same or different channels is also possible. After determining the optimal method for the patient - i.e. choosing the activity, the cortical location, the calculation method, the start resolution of the feedback and the modalities of the stimulation paradigms, in the event of evocation, either on the central system or on the home system (after porting of the corresponding modules) a certain number of training procedures are carried out. Long-term monitoring with subsequent quantification can then be carried out again. The profile is continuously expanded with the newly acquired parameters. Comparisons between the state vectors can be carried out on the basis of selected statistical methods and according to predefined criteria. The result is used to assess the success of the NF therapy used. The results of the evaluation serve to adapt the treatment method. This would mean that if an activity is not successfully controlled, it can be replaced in future therapy sessions by controlling another activity or by combining the control of different EEG bands.

Das zentrale Biofeedback-System besteht, wie in Abb. 2 sichtbar, unabhängig von der praktischen Realisierung aus folgenden Komponenten:
As can be seen in Fig. 2, the central biofeedback system consists of the following components, regardless of the practical implementation:

  • - Steuerung der Messungen und der Stimulation;- control of measurements and stimulation;
  • - Signalerfassung;- signal acquisition;
  • - Signalverarbeitung;- signal processing;
  • - Signalpräsentation;- signal presentation;
  • - Feedback;- feedback;
  • - Stimulation (optional).- stimulation (optional).

Wesentlich für die Initialphase ist das Einsetzen von vielkanaligen Ableitungen bei Neurofeedbackuntersuchungen. Diese Vorgehensweise erlaubt eine deutlich verbesserte Betrachtung der Korrelation von funktionellen und morphologischen Befunden. Es ist zu erwarten, daß durch die Berücksichtigung der topographischen Besonderheiten der pathologischen EEG-Signale und durch ein effizientes online-Monitoring eine patientenindividuelle und wirksamere Neurofeedbacktherapie konzipiert werden kann. Weiterhin sollten andere biologische Signale simultan abgeleitet werden. Auf diese Weise können wertvolle Rückschlüsse über zeitkorrelierende Begleiterscheinungen bzw. andere physiologische oder pathologische Vorgänge gemacht und in der Zukunft beim Biofeedback berücksichtigt werden.The use of multi-channel leads is essential for the initial phase in neurofeedback examinations. This procedure clearly allows one improved consideration of the correlation of functional and morphological findings. It is expected that by considering the topographical peculiarities of the pathological EEG signals and through an efficient online monitoring a patient-specific and more effective neurofeedback therapy can be designed. Furthermore, should other biological signals are derived simultaneously. That way you can valuable conclusions about time-correlating side effects or other physiological or pathological processes and in the  Future in biofeedback.

Um die Möglichkeit einer vollständigen Information über die ablaufenden physiologischen Prozesse zu erhalten, können polygraphische Daten, beinhaltend z. B. das EEG, das VEOG, das HEOG, das EKG und die Atemkurve, aufgenommen werden. Für die Ableitung des EEG werden Positionen des internationalen 10-20 Systems benutzt. Die Ableitungen werden referentiell gegen die verbundenen Mastoiden durchgeführt. Andere Montagen wie transversale, longitudinale und temporale sind möglich. Die Übergangsimpedanzen werden auf Werte < 3 kΩ gebracht. Die Einstellung der Filter ist im Bereich 0-70 Hz, wobei DC (0 Hz) nur bei der Ableitung langsamer Potentiale (SCP) notwendig ist. Die Abtastrate beträgt zwischen 100 und 500 Hz. Die Ableitung der übrigen Signale erfolgt bipolar. Das EEG und das EOG werden unter Verwendung von gesinterten Ag/AgCl-Elektroden durchgeführt. Die Atemkurve wird mit Hilfe eines Atemgurtes aufgenommen.To the possibility of complete information about the expiring to get physiological processes, polygraphic data, including z. B. the EEG, the VEOG, the HEOG, the EKG and the Breath curve. For the derivation of the EEG International 10-20 system locations used. The derivatives are performed referentially against the connected mastoids. Other assemblies such as transverse, longitudinal and temporal are possible. The Transition impedances are brought to values <3 kΩ. The setting of the Filter is in the range 0-70 Hz, whereby DC (0 Hz) is only slower with the derivation Potentials (SCP) is necessary. The sampling rate is between 100 and 500 Hz. The other signals are derived bipolar. The EEG and the EOG are performed using sintered Ag / AgCl electrodes. The breathing curve is recorded using a breathing belt.

Das nach der initialen Untersuchung und Feedback-Sitzung nachfolgende Biofeedback-Training erfolgt unter dem Einsatz einer stark reduzierten Anzahl von Elektroden, die abhängig von der Auswahl der Aktivität ist.The one that follows after the initial investigation and feedback session Biofeedback training takes place using a greatly reduced number of electrodes, which depends on the choice of activity.

Das Neurofeedbacksystem soll flexibel einsetzbar sein und dabei dem Arzt die Möglichkeit zum Experimentieren geben. Aus diesem Grund sollen die Voraussetzungen für eine Kontrolle sowohl von evozierter als auch von spontaner Aktivität geschaffen werden. Im ersten Fall werden neben den in der neurologischen Routine etablierten Provokationsmethoden außerdem zahlreiche Stimulationsprozeduren benötigt.The neurofeedback system should be flexible and the doctor should Give opportunity for experimentation. For this reason, the Requirements for a control of evoked as well as of spontaneous activity can be created. In the first case, in addition to those in the Neurological routine also established numerous provocation methods Stimulation procedures needed.

Eine Vielzahl der Stimulationen beruhen auf dem S1-S2 Paradigma [Rockstroh et al., 1982] (Abb. 3), wobei der Interstimulus-Intervall (ISI) im Sekunden-Bereich liegt (meist 6 s). Das S1-S2 Paradigma bedeutet, daß ein bestimmter Stimulus S1 einen zweiten Stimulus S2 ankündigt.A large number of the stimulations are based on the S1-S2 paradigm [Rockstroh et al., 1982] ( Fig. 3), the interstimulus interval (ISI) being in the seconds range (usually 6 s). The S1-S2 paradigm means that a certain stimulus S1 announces a second stimulus S2.

Während des ISI wird, abhängig vom erwarteten S2 und der Art der Präsentation von S1 (akustisch oder visuell, durchgehend über dem gesamten ISI oder nicht), eine Erwartungshaltung aufgebaut, die sich in einer bestimmten DC-Verschiebung widerspiegelt. Um diese Verschiebung zu beeinflussen, werden im Stimulationsparadigma unterschiedliche S1-S2 Paare eingesetzt. Ein bestimmter S1 kündigt einen aversiven S2 an, während ein anderer, einfach zu differenzierender S1 einen neutralen S2 ankündigt. Das hier erklärte Paradigma wird auf verschiedene Weise realisiert:
Depending on the expected S2 and the way S1 is presented (acoustically or visually, continuously or not over the entire ISI), an expectation is built up during the ISI that is reflected in a specific DC shift. In order to influence this shift, different S1-S2 pairs are used in the stimulation paradigm. A certain S1 announces an aversive S2, while another, easy to differentiate S1 announces a neutral S2. The paradigm explained here is implemented in different ways:

  • - einfache Stimulationen
    Eine einfache Realisierung des S1-S2 Paradigmen besteht darin, daß als S1 und S2 unterschiedliche Töne gewählt werden. Ein hoher Ton kündigt einen aversiven S2 an, während ein tieferer Ton einen neutralen S2 ankündigt. S1 wird durchgehend über 6 s präsentiert und S2 über 4 s. Nach jeder Sequenz (S1, S2) erfolgt eine Pause von 4 s.
    Eine zweite, bei allen Messungen eingesetzte Variante besteht in der Ankündigung eines Bildes durch S1. Auch hier wird ein visueller aversiver S2 durch einen hohen Ton als S1 angekündigt, und ein neutraler S2 durch den tieferen S1. Danach erfolgt eine Pause von 4 s.
    - simple stimulations
    A simple implementation of the S1-S2 paradigm is that different tones are selected as S1 and S2. A high tone announces an aversive S2, while a lower tone announces a neutral S2. S1 is presented continuously over 6 s and S2 over 4 s. There is a pause of 4 s after each sequence (S1, S2).
    A second variant used for all measurements consists in the announcement of an image by S1. Here, too, a visual aversive S2 is announced by a high tone as S1, and a neutral S2 by the lower tone. Then there is a pause of 4 s.
  • - komplexere Stimulationen
    Komplexere S1-S2-Paradigma enthalten die Reaktion des Probanden auf eine bestimmte Aufgabe (Abb. 4). Bei dieser Stimulation kündigt ein S1 schwierigere und ein zweiter S1 relativ einfache Rechenaufgaben an. Die Präsentation der Aufgaben erfolgt mit Ergebnis und der Proband muß entscheiden, ob dieses richtig oder falsch ist und eine entsprechende Taste betätigen. Nach einer anschließenden Wartezeit von 4 s erfolgt eine visuelle Rückmeldung, ob seine Entscheidung richtig oder falsch war.
    Für Messungen mit einem sich in der Frequenz verändernden Checkerboard ist das Paradigma in der Art verändert, daß der S1, der die neutralen S2 ankündigt, hier langsame Frequenzen (5 und 10 Hz) ankündigt. Der andere S1 kommt vor schnelleren Frequenzen (15 und 20 Hz). Die Frequenzänderungen erfolgen bei 5 Hz beginnend über 10 und 15 bis 20 Hz und wieder zurück.
    - more complex stimulations
    More complex S1-S2 paradigms contain the subject's reaction to a specific task ( Fig. 4). With this stimulation, an S1 announces more difficult and a second S1 relatively simple computing tasks. The tasks are presented with results and the test person must decide whether this is correct or incorrect and press a corresponding key. After a subsequent waiting time of 4 s there is visual feedback as to whether his decision was right or wrong.
    For measurements with a frequency-changing checkerboard, the paradigm is changed in such a way that the S1, which announces the neutral S2, announces slow frequencies (5 and 10 Hz) here. The other S1 comes before faster frequencies (15 and 20 Hz). The frequency changes take place at 5 Hz starting at 10 and 15 to 20 Hz and back again.
  • - Spezielle Stimulationen
    Für die Untersuchung von Erregungszuständen im Kortex, sowie für Kontrollmessungen zum Feststellen von Einflüssen auf die erzeugten langsamen Verschiebungen sind besondere Stimulationen vorhanden. Zum einen sind in den Pausen der oben erklärten Checkerboard-Rampe zwei einzelne visuelle Stimuli eingefügt, um ein VEP zu erzeugen, dessen Amplitude Auskunft über den Erregungszustand der Kortexregion geben könnte.
    Außerdem sind Stimulationen für Kontrollmessungen implementiert, bei denen die Stimuli vertauscht sind (S1 visuell, S2 akustisch), die akustischen oder visuellen S1 nur ganz kurz präsentiert werden oder nur die S1 oder S2 separat für sich präsentiert werden. Damit können die Einflüsse der Gestaltung der Stimulation auf die gemessene DC-Verschiebung ermittelt werden.
    Bei der Erstellung der Stimulationen werden die Sequenzen mehrfach wiederholt. Dabei wurde die Reihenfolge der Sequenzen zufällig festgelegt. Außerdem können bei allen Paradigmen sowohl die ISI- als auch die Pause-Zeiten flexibel verändert werden.
    - Special stimulations
    Special stimulations are available for the examination of excitation states in the cortex, as well as for control measurements to determine influences on the generated slow shifts. On the one hand, two individual visual stimuli are inserted in the pauses of the checkerboard ramp explained above in order to generate a VEP, the amplitude of which could provide information about the excitation state of the cortex region.
    In addition, stimulations for control measurements are implemented in which the stimuli are interchanged (S1 visual, S2 acoustic), the acoustic or visual S1 are only presented very briefly or only the S1 or S2 are presented separately. The influences of the design of the stimulation on the measured DC shift can thus be determined.
    When creating the stimulations, the sequences are repeated several times. The sequence of the sequences was determined at random. In addition, both ISI and pause times can be flexibly changed for all paradigms.

Für die Erstellung von Stimulationen im kognitiven Bereich wurden Komponenten des International Affective Picture Systems (IAPS) [Lang et al., 1997], ein System mit statistisch verifizierten und nach unterschiedlichen Kriterien eingeteilten Bildern - eingesetzt. Damit konnte die Wahl der Stimulatoren nach objektiven Kriterien erfolgen. Unter Zuhilfenahme des IAPS wurden spezielle altersgerechte Stimulationen, z. B. für Kinder erstellt. For the creation of stimulations in the cognitive area Components of the International Affective Picture System (IAPS) [Lang et al., 1997], a system with statistically verified and according to different Criteria classified images - used. This allowed the choice of Stimulators are based on objective criteria. With the help of the IAPS were special age-appropriate stimulations, e.g. B. created for children.  

Die Forderung nach Flexibilität impliziert die Berücksichtigung einer größeren Anzahl von spontanen und evozierten Hirnaktivitätsanteile. Es werden an erster Stelle Signale ausgewählt, deren experimenteller Einsatz im Rahmen einer Neurofeedbackprozedur mit einem positiven therapeutischen Effekt verbunden wurde. Beispiele für solche EEG-Rhythmen sind θ-, α-, β-, SMR-Rhythmus oder Kombinationen von diesen. Zum Gebiet der ERP zählen die CNV und eventuell einige der kognitiven Komponenten. Es werden zusätzlich Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen kortikalen Lokalisationen, wie die bilateralen Asymmetrien, einbezogen. Die Überlagerung der relevanten EEG-Signale mit einer Vielzahl von Artefakten biologischen und nichtbiologischen Ursprungs macht eine effiziente Vorverarbeitung unverzichtbar. Bei der Wahl der Methoden und Algorithmen muß an dieser Stelle, auf Grund der Echtzeitfähigkeit, ein Kompromiß im Sinne einer optimalen Signalqualität getroffen werden.The demand for flexibility implies the consideration of a larger one Number of spontaneous and evoked portions of brain activity. It will be first Place signals selected, their experimental use within the framework of a Neurofeedback procedure associated with a positive therapeutic effect has been. Examples of such EEG rhythms are θ, α, β, SMR rhythm or combinations of these. The CNV and possibly some of the cognitive components. There will be additional Relationships between different cortical locations, like that bilateral asymmetries. The overlay of the relevant EEG signals with a variety of biological and artifacts non-biological origin makes efficient preprocessing indispensable. The choice of methods and algorithms must be based on this Make a compromise in the sense of a due to the real-time capability optimal signal quality.

Die Routinen der Signalverarbeitung bilden das Kernstück eines Neurofeedbacksystems. Die Resultate der Potentialauswertung werden dabei auf vier unterschiedliche Weisen genutzt:
The routines of signal processing form the core of a neurofeedback system. The results of the potential evaluation are used in four different ways:

  • - zur Artefaktreduktion;- for artifact reduction;
  • - zur Ergebnispräsentation und Kontrolle durch den Arzt oder das medizinisch-technische Personal. Dabei kann eine Kombination aus der direkt gemessenen und der berechneten Größe erstellt und dargestellt werden;- for presentation of results and control by the doctor or the medical-technical staff. A combination of the directly measured and calculated size created and displayed become;
  • - zur Steuerung des Feedbacks;- to control the feedback;
  • - zur späteren off-line Auswertung der NF-Sitzung und zum statistischen Vergleich mit den vorgehenden Sitzungen oder mit vorhandenen Durchschnittsdaten.- for later off-line evaluation of the NF session and for statistical purposes Comparison with previous sessions or with existing ones Average data.

In den ersten drei Fällen kommen nur on-line fähige Verfahren in Frage, oder Verfahren bei denen die Auswertungen auf der Basis von Epochen (quasi on-line) durchgeführt werden. Nach der Berechnungsart sind Methoden der folgenden Gruppen implementiert:
In the first three cases, only on-line processes are possible, or processes in which the evaluations are carried out on the basis of epochs (quasi on-line). Methods of the following groups are implemented according to the calculation type:

  • - Methoden auf der Basis von Fenstern, z. B. die FFT, Baselineberechnung, Averaging, Korrelationen, VEOG-, HEOG-Korrektur;- Methods based on windows, e.g. B. the FFT, baseline calculation, Averaging, correlations, VEOG, HEOG correction;
  • - Rekursive Methoden wie z. B. die adaptiv rekursiven Schätzungen (ARE) [Grießbach et al., 1993a], [Grießbach et al., 1993b], [Grießbach et al., 1994a], [Grießbach et al., 1994b].- Recursive methods such as B. the adaptive recursive estimates (ARE) [Grießbach et al., 1993a], [Grießbach et al., 1993b], [Grießbach et al., 1994a], [Grießbach et al., 1994b].

Durch die Ansteuerung über die aus den Meßdaten berechnete Steuerkenngröße steht der momentane Zustand des Feedbacks für einen bestimmten, gemessenen physiologischen Zustand des Patienten. Das eigentliche Feedback besteht darin, daß dieser Zustand durch eine multimediale Darstellung für den Patienten wahrnehmbar wird (akustisch, visuell oder audiovisuell) und über diese Darstellung eine Änderung dieses Zustandes, im Rahmen der Trainingsprozedur, erst erfaßt und dann trainiert werden kann. Die Gestaltung der Feedbacks sollte einfach und nicht zu komplex erfolgen und altersabhängig sein. In dem hier vorgestellten System sind die Feedbacks in Form von hoch qualitativen Animationen, Filmen und Musikstücke die über RS323, DDE oder TCP/IP gesteuert werden können, realisiert. Es sind sowohl bewegungsorientierte als auch leistungsorientierte Typen implementiert. Eine Anpassung der Feedbackauflösung an die Möglichkeiten des Patienten (innerhalb des individuellen Parameterbereiches des zu steuernden Signals) ist möglich. Die für den Steuerungsmechanismus benötigten Dateien (Bilder, Musik, Filme) können in bestimmten Formaten beliebig durch den Arzt und ggf. durch den Patienten eingebracht werden.By control via the control parameter calculated from the measurement data the current status of the feedback stands for a specific, measured physiological condition of the patient. The real feedback is that this condition through a multimedia representation for the patient becomes perceptible (acoustically, visually or audiovisually) and through them Representation of a change in this state, within the scope of Training procedure, first recorded and then trained. The design  the feedback should be simple and not too complex and age-related his. In the system presented here, the feedback is in the form of high qualitative animations, films and pieces of music via RS323, DDE or TCP / IP can be controlled, realized. It is both motion-oriented as well as performance-oriented types implemented. A Adaptation of the feedback resolution to the patient's options (within the individual parameter range of the signal to be controlled) possible. The files required for the control mechanism (images, Music, films) can be selected in certain formats by the doctor and possibly introduced by the patient.

Die Grundlage des zentralen Systems bildet ein polygraphisches EEG-Gerät (DC-AC-Verstärker). Dieses bietet die Möglichkeit, die Meßanordnungen flexibel zu gestalten. Eine mögliche Konfiguration wäre beispielsweise: 28 unipolare Kanäle EEG und 4 bipolare Kanäle für VEOG, HEOG, EKG und Atmung.The basis of the central system is a polygraphic EEG device (DC-AC amplifier). This offers the possibility of measuring arrangements to be flexible. A possible configuration would be, for example: 28 unipolar channels EEG and 4 bipolar channels for VEOG, HEOG, EKG and Breathing.

Um die erforderliche Rückkopplung herzustellen, muß zunächst der Datenstrom vom Verstärker zum Meßrechner übertragen werden. Anschließend wird aus den Rohdaten eine Kenngröße, die zur Steuerung des Feedbacks dient, berechnet (Abb. 5).In order to establish the required feedback, the data stream must first be transmitted from the amplifier to the measuring computer. A parameter that is used to control the feedback is then calculated from the raw data ( Fig. 5).

Die Gestaltung der Steuerung der Feedbacks auf den beschriebenen drei Wegen (über RS323, DDE oder TCP/IP) erlaubt die Realisierung des zentralen Systems unter Benutzung von zwei PCs und zwei Bildschirmen oder aber auch durch einen PC und ein oder zwei Bildschirme. Dabei wird die portable Einheit auf der Basis von tragbaren Computern, "body worn" Computern, Palmtop oder Spielkonsolen realisiert. Sowohl bei dem zentralen als auch beim portablen System können entweder gängige Monitore, z. B. TFT-Displays, als auch spezielle LCD-Brillen mit integrierten Kopfhörern, wie beispielsweise ein Personal LCD Monitor oder ein "head mounted" Display eingesetzt werden. Die genannten Möglichkeiten erlauben eine zusätzliche Miniaturisierung und den mobilen Einsatz der portablen Lösung (Abb. 6). The design of the control of the feedback in the three ways described (via RS323, DDE or TCP / IP) allows the implementation of the central system using two PCs and two screens or else by a PC and one or two screens. The portable unit is realized on the basis of portable computers, "body worn" computers, palm tops or game consoles. Both the central and the portable system can either use common monitors, e.g. B. TFT displays, as well as special LCD glasses with integrated headphones, such as a personal LCD monitor or a "head mounted" display. The options mentioned allow additional miniaturization and mobile use of the portable solution ( Fig. 6).

Referenzencredentials

[Grießbach; 1990]
Grießbach, G.:, Computerorientierte Meßstochastik in der Technischen Diagnose und dem Signalmapping, Habilitationsschrift Friedrich- Schiller-Universitat Jena, Math. Fakultät, 1990.
[Grießbach et al., 1993a]
Grießbach, G., Schack, B., Adaptive Quantile Estimation and its, Application in Analysis of Biological Signals, Biometrical Journal, Vol. 35, 1993, no. 2, 165-179.
[Grießbach et al., 1993b]
Grießbach, G., Witte, H., Schack, B.: Möglichkeiten des Einsatzes von dynamischen Spektralkenngrößen in der Biosignalanalyse. Biomedizinische Technik, 38, 1993, S. 81-82.
[Grießbach et al., 1994a]
Grießbach, G., Schack, B., Putsche, P., Bareshova, E., Bolten, J.: The Dynamic Description of a Stochastic Signal by its Adaptive Momentary Power and Momentary Frequency Estimation and its Application to Biological Signals, Medical & Biological Engineering and Computing
[Grießbach; 1990]
Grießbach, G.:, Computer-oriented measurement stochastics in technical diagnosis and signal mapping, habilitation thesis Friedrich-Schiller-Universitat Jena, Math. Faculty, 1990.
[Grießbach et al., 1993a]
Grießbach, G., Schack, B., Adaptive Quantile Estimation and its, Application in Analysis of Biological Signals, Biometrical Journal, Vol. 35, 1993, no. 2, 165-179.
[Grießbach et al., 1993b]
Grießbach, G., Witte, H., Schack, B .: Possibilities of using dynamic spectral parameters in biosignal analysis. Biomedical Engineering, 38, 1993, pp. 81-82.
[Grießbach et al., 1994a]
Grießbach, G., Schack, B., Putsche, P., Bareshova, E., Bolten, J .: The Dynamic Description of a Stochastic Signal by its Adaptive Momentary Power and Momentary Frequency Estimation and its Application to Biological Signals, Medical & Biological Engineering and Computing

3232

, Vol. 6, (, Vol. 6, (

19941994

) S. 632-637.
[Grießbach et al., 1994b]
Grießbach, G., Schack, B., Anders, Ch., Schumann, N. P., Scholle, H. Ch., Neue Möglichkeiten zur zeitlich parametrischen Frequenzanalyse beim Mehrkanal-Oberflächen-EMG, in: Motodiagnostik Mototherapie II, Universitätsverlag Jena, 1994, S. 179-184.
[Grießbach et al., 1994c]
Grießbach, G., Schack, B.,: Erkennung und Beschreibung dynamischer Veränderungen in Bildsequenzen mit Hilfe adaptiver Verfahren, Kongreßband "Digitale Bildverarbeitung in der Medizin" der GMDS, Freiburg
) Pp. 632-637.
[Grießbach et al., 1994b]
Grießbach, G., Schack, B., Anders, Ch., Schumann, NP, Scholle, H. Ch., New possibilities for temporal parametric frequency analysis in multi-channel surface EMG, in: Motodiagnostik Mototherapie II, Universitätsverlag Jena, 1994, Pp. 179-184.
[Grießbach et al., 1994c]
Grießbach, G., Schack, B.,: Detection and description of dynamic changes in image sequences using adaptive methods, congress volume "Digital Image Processing in Medicine" of the GMDS, Freiburg

19941994

.
[Rockstroh et al., 1982]
Rockstroh, B., Elbert, T., Birbaumer, N.; Lutzenberger, W.: Slow Brain Potentials und Behavior, Urban & Schwarzenberger Baltimore-Munich
,
[Rockstroh et al., 1982]
Rockstroh, B., Elbert, T., Birbaumer, N .; Lutzenberger, W .: Slow Brain Potentials and Behavior, Urban & Schwarzenberger Baltimore-Munich

19821982

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Claims (20)

1. Vorrichtung zur Behandlung von neurologischen und neuropsychologischen Erkrankungen, dadurch gekennzeichnet, daß die methodisch-technische Lösung ein flexibles integriertes mehrkanaliges System beinhaltet, das Komponenten zur spezifischen Indikation eines multiplen, patientenindividuellen Neurofeedbackprofils und für ein überwachtes Initialtraining umfaßt, wobei auf der Grundlage des an diesem zentralen System angepaßten Protokolls kann eine Portierung in ein modular aufgebautes, individuell einstellbares mobiles Gerät für den Heimeinsatz bzw. außerhalb der Arztpraxis erfolgen, um eine Überwachung, Kontrolle und Auswertung (on- und off-line) der von mehreren, gleichzeitig, nicht unbedingt an einem Ort, stattfindenden Sitzungen und Neueinstellung der NF-Protokolle via Internet bzw. Kommunikationsprotokole zu realisieren.1. Device for the treatment of neurological and neuropsychological diseases, characterized in that the methodical-technical solution includes a flexible integrated multi-channel system that includes components for the specific indication of a multiple, patient-specific neurofeedback profile and for a monitored initial training, based on the This central system-adapted protocol can be ported into a modular, individually adjustable mobile device for use at home or outside the doctor's office in order to monitor, control and evaluate (on- and off-line) that of several, simultaneously, not necessarily to implement meetings and new settings of NF protocols in one place via the Internet or communication protocols. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Biofeedback-Training auf der Basis einer methodisch-technischen Lösung als zentrales System (ZS) und portables Miniatursystem (PS) bzw. Praxis-Heimsystem realisiert wird.2. Device according to claim 1, characterized in that the Biofeedback training based on a methodical-technical solution as central system (ZS) and portable miniature system (PS) or Practice home system is realized. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zentralen Einheit ein Profiler-Entscheidungsunterstützungssystem für die Erstellung eines patientenspezifischen Profils, für die Wahl der zu trainierenden Aktivitäten und die objektive Validierung der Biofeedback-Strategie auf der Basis signalanalytischer Verfahren und statistischer Vergleiche gegenüber einem Ausgangszustand und gegenüber einer Normgruppe integriert ist.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the a profiler decision support system for the central unit Creation of a patient-specific profile for the choice of those to be trained Activities and the objective validation of the biofeedback strategy at the Basis of signal analysis methods and statistical comparisons against one Initial state and integrated with a standard group. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine freie interaktive Gestaltung von Biofeedbackprotokollen vom Arzt in Form von Definition mathematischer Funktionen erfolgt.4. Apparatus according to claim 1 and 3, characterized in that a free interactive design of biofeedback protocols by the doctor in the form of Mathematical functions are defined. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Softwarekomponenten, konfiguriert durch die Wahl des Protokolls in das portable Systems übertragen werden.5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that individual Software components configured by the choice of protocol in the portable systems are transmitted. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachung, Kontrolle und Auswertung der Sitzungen und Neueinstellung der Biofeedback-Protokolle via Internet bzw. Kommunikationsprotokolle realisiert wird.6. The device according to claim 1 to 5, characterized in that a Monitoring, control and evaluation of meetings and new hiring of Biofeedback protocols implemented via the Internet or communication protocols becomes. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachung und Kontrolle von mehreren, gleichzeitig, nicht unbedingt an einem Ort, stattfindenden Sitzungen (PS) über das ZS im Sinne eines NF-Monitorings realisiert wird.7. The device according to claim 1 and 2, characterized in that a Monitoring and control of several, at the same time, not necessarily  a place, meetings (PS) about the ZS in the sense of a NF monitoring is realized. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feedbackkanal bzw. die kortikale Lokalisation bei gleichzeitigem Monitoring der realen Signale und der Feedbackparameter aller erfaßter Kanäle frei gewählt werden kann.8. The device according to claim 1 to 4, characterized in that the Feedback channel or cortical localization with simultaneous monitoring the real signals and the feedback parameters of all recorded channels freely selected can be. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine simultane Erfassung von nicht nur EEG-Anteilen wie θ, α, β etc. sondern auch von SCP und anderen polygrafischen Signalen erfolgt.9. The device according to claim 1 to 4, characterized in that a simultaneous acquisition of not only EEG components such as θ, α, β etc. but also of SCP and other polygraphic signals. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung und das Feedback von evozierten Potentialen durch den Einsatz zahlreicher visueller, akustischer und kognitiver Stimulationen integriert sind.10. The device according to claim 1 to 4, characterized in that the Acquisition and feedback of evoked potentials through use numerous visual, acoustic and cognitive stimulations are integrated. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer und Kombinierbarkeit der Feedback-Trials, der Interstimulusabstände und der Pausen variabel und individuell gewählt wird.11. The device according to claim 1 to 4, characterized in that the Duration and combinability of the feedback trials, the interstimulus distances and the breaks are chosen variably and individually. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Signalverarbeitungsverfahren für denselben oder unterschiedliche Kanäle gewählt und gleichzeitig zum Vergleich dargestellt werden.12. The apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that different signal processing methods for the same or different channels selected and simultaneously presented for comparison become. 13. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß adaptiv rekursive Schätzungen als Basis für die kontinuierliche online-Steuerung des Feedbacks dienen.13. The apparatus of claim 1 and 12, characterized in that adaptive recursive estimates as the basis for continuous online control serve the feedback. 14. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine patientenindividuelle inhaltliche Gestaltung des multimedialen Feedbacks und eine variable individuelle Feedbacksensitivität erfolgt.14. The apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that a individualized content design of the multimedia feedback and there is a variable individual feedback sensitivity. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Portierung von beliebigen Musikstücken, Filmen und Bildern durch den Arzt bzw. Patienten möglich ist.15. The apparatus according to claim 1 and 14, characterized in that a Porting of any piece of music, films and images by the doctor or patients is possible. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung von Filmen als Feedback, d. h. das Abspielen des Filmes nur so lange wie die Steuerung der entsprechenden Aktivität wie gewünscht erfolgt, integriert ist.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the Control films as feedback, d. H. playing the film only as long how to control the corresponding activity as desired, is integrated. 17. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale System als zwei Monitoren-System (Patient-, Arzt-Monitor) entweder als 2 PC-System (Kommunikation- RS232, TCP/IP) oder als 1PC-System bei der Anwendung interner Verbindungen (DDE, TCP/IP) aufgebaut ist. 17. The apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the central system as two monitors system (patient, doctor monitor) either as 2 PC system (communication - RS232, TCP / IP) or as 1PC system the use of internal connections (DDE, TCP / IP) is established.   18. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein kommerziell vorhandenes Polygraphie-System und keine spezielle Hardware-Lösung für das zentrale System verwendet wird.18. The apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that a commercially available polygraphy system and not a special one Hardware solution for the central system is used. 19. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Monitor bzw. Video-Panel, LCD-Brille oder am Kopf befestigtes Display für das Feedback gewählt wird.19. The apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that Monitor or video panel, LCD glasses or display attached to the head for the feedback is chosen. 20. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das portable System auf der Basis von tragbaren Computern, "body-worn"-Computern, Palmtops oder Spielkonsolen aufgebaut ist.20. The apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the portable system based on portable computers, "body-worn" computers, palmtops or game consoles.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10100663A1 (en) * 2001-01-02 2002-07-04 Stielau Guenter EEG stimulation method and appliance include sensors, biofeedback input, evaluation system, modulation signal, stimulation system and signal
DE10215115A1 (en) * 2002-04-05 2003-10-16 Oliver Holzner Method and device for the prevention of epileptic seizures
WO2008009978A1 (en) * 2006-07-20 2008-01-24 Jon Clare A medical hypnosis device for controlling the administration of a hypnosis experience

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4690142A (en) * 1980-12-10 1987-09-01 Ross Sidney A Method and system for utilizing electro-neuro stimulation in a bio-feedback system
DE4039648A1 (en) * 1990-12-12 1992-07-16 Rolf Wendler Measurement value processing system for biological object - mathematically evaluates and compares with given measurement value structures

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4690142A (en) * 1980-12-10 1987-09-01 Ross Sidney A Method and system for utilizing electro-neuro stimulation in a bio-feedback system
DE4039648A1 (en) * 1990-12-12 1992-07-16 Rolf Wendler Measurement value processing system for biological object - mathematically evaluates and compares with given measurement value structures

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10100663A1 (en) * 2001-01-02 2002-07-04 Stielau Guenter EEG stimulation method and appliance include sensors, biofeedback input, evaluation system, modulation signal, stimulation system and signal
DE10215115A1 (en) * 2002-04-05 2003-10-16 Oliver Holzner Method and device for the prevention of epileptic seizures
WO2008009978A1 (en) * 2006-07-20 2008-01-24 Jon Clare A medical hypnosis device for controlling the administration of a hypnosis experience
US8517912B2 (en) 2006-07-20 2013-08-27 Neurocoach Limited Medical hypnosis device for controlling the administration of a hypnosis experience

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